JP2007092757A - Exhaust gas recirculation device of engine for vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas recirculation device adapted to detect rapid acceleration in an earlier stage, to inhibit the generation of black smoke during the rapid acceleration, and to resolve a torque shortage during the rapid acceleration. <P>SOLUTION: An exhaust gas recirculation device includes a rotary sensor 22 for detecting the rotational speed of an engine 12a, and a controller 24 for opening a EGR valve 21b according to each detected output of an axle sensor 23 for detecting the amount of axle pedaling. The device further includes a speed sensor 32 for detecting the rotational speed of a turbo supercharger 11, and an air intake sensor 34 for detecting an intake air flow rate of the engine 12. When a rate of a changeover time of the amount of axle pedaling exceeds a predetermined rate of change, the EGR valve 21b is closed, and when the rate of the changeover time of an amount of axle pedaling is not greater than a predetermined rate of change, and the speed sensor 32 detects that the turbo supercharger 11 is not smaller than a predetermined lower limit of the rotational speed, and the detected output power of the air intake sensor 34 is not smaller than a required air quantity, the closed EGR valve 21b is opened. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、排ガスの一部を排気系から取出して吸気系に再循環させ、ＮＯｘを低減する車両用エンジンの排ガス再循環装置に関する。更に詳しくは、ベダル操作クラッチとターボ過給機を有する車両に設けられた車両用エンジンの排ガス再循環装置に関するものである。   The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for a vehicle engine that reduces a part of exhaust gas from an exhaust system and recirculates it to an intake system to reduce NOx. More particularly, the present invention relates to an exhaust gas recirculation device for a vehicle engine provided in a vehicle having a pedal operation clutch and a turbocharger.

従来、この種の排ガス再循環装置として、エンジンの排気マニホルドから分岐して吸気マニホルドに接続されたＥＧＲパイプにＥＧＲバルブを設け、エンジンの回転速度及び負荷に基づいてコントローラがＥＧＲバルブを制御するように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この装置は、定常走行状態ではコントローラがＥＧＲバルブを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させてその排ガスの持つ熱容量により最高燃焼温度を低下させてＮＯｘを低減するとともに、高負荷時にはコントローラがＥＧＲバルブを閉じて排ガスの再循環を停止してエンジンの空気不足を解消することによりエンジンからの黒煙の排出を減少させるようになっている。
特開平１１−３５１０６９号公報 Conventionally, as this type of exhaust gas recirculation device, an EGR valve is provided in an EGR pipe branched from an engine exhaust manifold and connected to an intake manifold, and a controller controls the EGR valve based on the engine speed and load. (See, for example, Patent Document 1). In the steady running state, the controller opens the EGR valve, recirculates part of the exhaust gas to the intake system, reduces the maximum combustion temperature by the heat capacity of the exhaust gas, reduces NOx, and at high load the controller However, by closing the EGR valve and stopping the recirculation of the exhaust gas to eliminate the engine air shortage, the emission of black smoke from the engine is reduced.
JP 11-351069 A

しかし、定常走行状態から例えば前方を走行する車両を追い越すためにアクセルペダルを急激に踏込んで急加速を行なうと、アクセルペダルの踏込みとともに燃料の噴射量は直ちに増加するが、アクセルペダルが比較的多く踏込まれてコントローラが高負荷であることを認識しない限りＥＧＲバルブは閉じることはなく、定常走行状態における急加速時には燃料の噴射量が急激に増大するものの、ＥＧＲバルブが閉じてＥＧＲの作動が停止されるタイミングが遅れる不具合がある。   However, if the accelerator pedal is stepped on suddenly to overtake a vehicle traveling ahead, for example, from a steady driving state, the fuel injection amount immediately increases as the accelerator pedal is stepped on, but there are relatively many accelerator pedals. The EGR valve will not close unless it is depressed and the controller recognizes that the load is high, and the fuel injection amount increases rapidly during sudden acceleration in the steady running state, but the EGR valve closes and the EGR operation stops. There is a problem that the timing is delayed.

特にエンジンにターボ過給機が設けられている場合には、アクセルペダルを踏込んでも、そのコンプレッサ羽根車の回転速度は急激に上昇することはなく、その回転速度の上昇が遅れるいわゆるターボラグにより、シリンダ内における空気と燃料とのバランスが崩れ、これによって一時的に燃焼が悪化して黒煙が排気ガス中に含まれる問題が生じる。すなわちＥＧＲの作動停止の過渡時における黒煙対策を行なう上で、急加速認識をいかに早くするかが重要なポイントになる。
本発明の目的は、急加速認識を早期に行い、その急加速時における黒煙の発生を抑制するとともにその急加速時におけるトルク不足を解消し得る車両用エンジンの排ガス再循環装置を提供することにある。 Especially when the engine is equipped with a turbocharger, even if the accelerator pedal is depressed, the rotational speed of the compressor impeller does not increase rapidly, and the so-called turbo lag that delays the increase in rotational speed The balance between the air and the fuel in the cylinder is lost, which causes a problem that the combustion temporarily deteriorates and black smoke is contained in the exhaust gas. In other words, how to accelerate the rapid acceleration recognition is an important point in taking measures against black smoke during the transition of EGR operation stoppage.
An object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device for a vehicle engine capable of recognizing sudden acceleration at an early stage, suppressing the generation of black smoke during the rapid acceleration, and solving the shortage of torque during the sudden acceleration. It is in.

請求項１に係る発明は、図１に示すように、ターボ過給機１１を有する車両用エンジン１２の排ガス再循環装置であって、エンジン１２の回転速度を検出する回転センサ２２とアクセルベダルの踏込み量を検出するアクセルセンサ２３の各検出出力に基づいてＥＧＲバルブ２１ｂを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させるコントローラ２４を備えた車両用エンジンの排ガス再循環装置の改良である。
その特徴ある構成は、ターボ過給機１１の回転速度を検出する速度センサ３２と、エンジン１２の吸気流量を検出する吸気量センサ３４とを備え、コントローラ２４は、アクセルセンサ２３により検出されるアクセルベダルの踏込み量の時間的変化率が所定の変化率を越えているときにＥＧＲバルブ２１ｂを閉じて排ガスの吸気系への再循環を停止し、コントローラ２４は、アクセルセンサ２３により検出されるアクセルベダルの踏込み量の時間的変化率が所定の変化率以下であり，ターボ過給機１１が所定の下限回転速度以上であることを速度センサ３２が検出し、かつ吸気量センサ３４の検出出力が回転センサ２２とアクセルセンサ２３の各検出出力に基づいて設定される必要空気量以上であるときに閉じたＥＧＲバルブ２１ｂを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させるところにある。 As shown in FIG. 1, the invention according to claim 1 is an exhaust gas recirculation device for a vehicle engine 12 having a turbocharger 11, and includes a rotation sensor 22 for detecting the rotational speed of the engine 12 and an accelerator pedal. This is an improvement of an exhaust gas recirculation device for a vehicle engine that includes a controller 24 that opens an EGR valve 21b and recirculates part of the exhaust gas to the intake system based on each detection output of the accelerator sensor 23 that detects the amount of depression.
The characteristic configuration includes a speed sensor 32 that detects the rotational speed of the turbocharger 11 and an intake air amount sensor 34 that detects the intake air flow rate of the engine 12, and the controller 24 includes an accelerator that is detected by the accelerator sensor 23. When the temporal change rate of the pedal depression amount exceeds a predetermined change rate, the EGR valve 21b is closed to stop the recirculation of the exhaust gas to the intake system, and the controller 24 detects the accelerator detected by the accelerator sensor 23. The speed sensor 32 detects that the temporal change rate of the pedal depression amount is equal to or less than a predetermined change rate, the turbocharger 11 is equal to or higher than a predetermined lower limit rotation speed, and the detection output of the intake air amount sensor 34 is Open the EGR valve 21b that is closed when the required air amount is set based on the detection outputs of the rotation sensor 22 and the accelerator sensor 23. There is to recirculate a portion of the gas to the intake system.

請求項２に係る発明は、ターボ過給機１１を有する車両用エンジン１２の排ガス再循環装置であって、エンジン１２の回転速度を検出する回転センサ２２とアクセルベダルの踏込み量を検出するアクセルセンサ２３の各検出出力に基づいてＥＧＲバルブ２１ｂを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させるコントローラ２４を備えた車両用エンジンの排ガス再循環装置の改良である。
その特徴ある構成は、ターボ過給機１１の回転速度を検出する速度センサ３２を備え、コントローラ２４は、アクセルセンサ２３により検出されるアクセルベダルの踏込み量の時間的変化率が所定の変化率を越えているときにＥＧＲバルブ２１ｂを閉じて排ガスの吸気系への再循環を停止し、ターボ過給機１１が所定の上限回転速度を越えていることを速度センサ３２が検出するときに閉じたＥＧＲバルブ２１ｂを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is an exhaust gas recirculation device for a vehicle engine 12 having a turbocharger 11, and includes a rotation sensor 22 that detects the rotational speed of the engine 12 and an accelerator sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal. 23 is an improvement of the exhaust gas recirculation device for a vehicle engine provided with a controller 24 that opens the EGR valve 21b on the basis of each detection output 23 and recirculates part of the exhaust gas to the intake system.
The characteristic configuration includes a speed sensor 32 that detects the rotational speed of the turbocharger 11, and the controller 24 has a predetermined rate of change in the amount of time that the accelerator pedal is depressed detected by the accelerator sensor 23. When it exceeds, the EGR valve 21b is closed to stop the recirculation of the exhaust gas to the intake system, and closed when the speed sensor 32 detects that the turbocharger 11 exceeds the predetermined upper limit rotational speed. The EGR valve 21b is opened to recirculate a part of the exhaust gas to the intake system.

この請求項１及び請求項２に記載された車両用エンジンの排ガス再循環装置では、車両が定常走行状態であってコントローラ２４が過渡状態であることを検出しない時、コントローラ２４はＥＧＲバルブ２１ｂを開放してＥＧＲパイプ２１ａを連通させる。このため、排気マニホルド１７ａの排ガスはそのＥＧＲパイプ２１ａを介して吸気マニホルド１５ａに供給され、エンジン１２の燃焼室内での燃焼ガスの温度が低くなって窒素と酸素との反応が抑制され、ＮＯｘの排出は低減される。
定常走行状態から例えば前方を走行する車両を追い越すためにアクセルペダルを急激に踏込むと、アクセルベダルの踏込み量の時間的変化率が所定の変化率を越えていることをアクセルセンサ２３の検出出力によりコントローラ２４が検出し、ＥＧＲバルブ２１ｂを閉じる。これにより定常走行状態における急加速時のＥＧＲの作動の遅れが防止される。 In the exhaust gas recirculation device for a vehicle engine according to claim 1 and claim 2, when the vehicle is in a steady running state and the controller 24 does not detect that it is in a transient state, the controller 24 turns on the EGR valve 21b. Open and allow the EGR pipe 21a to communicate. For this reason, the exhaust gas of the exhaust manifold 17a is supplied to the intake manifold 15a through the EGR pipe 21a, the temperature of the combustion gas in the combustion chamber of the engine 12 is lowered, the reaction between nitrogen and oxygen is suppressed, and NOx Emissions are reduced.
When the accelerator pedal is stepped on rapidly to overtake a vehicle traveling ahead, for example, from a steady driving state, the detection output of the accelerator sensor 23 indicates that the temporal change rate of the depression amount of the accelerator pedal exceeds a predetermined change rate. Is detected by the controller 24, and the EGR valve 21b is closed. This prevents a delay in EGR operation during sudden acceleration in a steady running state.

そして、請求項１に係る発明では、過渡状態から車両が通常の走行状態に移行すると、速度センサ３２が所定の下限回転速度以上であることを検出し、ターボ過給機１１における吸気の加圧が十分になされてエンジン１２の吸気流量を検出する吸気量センサ３４の検出出力が回転センサ２２とアクセルセンサ２３の各検出出力の積で表される空気量以上となっており、定常走行状態であることを示すアクセルベダルの踏込み量の時間的変化率が所定の変化率以下であることがアクセルセンサ２３の検出出力により検出される。これによりコントローラ２４はＥＧＲバルブ２１ｂを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させる通常走行における制御状態に速やかに復帰し、エンジン１２の燃焼室内での燃焼ガスの温度を低くしてＮＯｘの排出を低減する。   In the invention according to claim 1, when the vehicle shifts from the transient state to the normal running state, the speed sensor 32 detects that the speed is equal to or higher than the predetermined lower limit rotational speed, and pressurization of the intake air in the turbocharger 11. And the detection output of the intake air amount sensor 34 for detecting the intake air flow rate of the engine 12 is equal to or greater than the air amount represented by the product of the detection outputs of the rotation sensor 22 and the accelerator sensor 23, and in a steady running state. It is detected from the detection output of the accelerator sensor 23 that the temporal change rate of the depression amount of the accelerator pedal indicating that there is a predetermined change rate or less. As a result, the controller 24 quickly returns to the control state in the normal running in which the EGR valve 21b is opened and a part of the exhaust gas is recirculated to the intake system, and the temperature of the combustion gas in the combustion chamber of the engine 12 is lowered to reduce NOx. Reduce emissions.

また、請求項２に係る発明では、ＥＧＲバルブ２１ｂが閉じられたことによりコンプレッサ羽根車の回転速度が上昇し、コンプレッサ羽根車の回転速度が上限回転速度を越えていることを速度センサ３２が検出するに至った場合には、コントローラ２４はＥＧＲバルブ２１ｂを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させる通常走行における制御状態に復帰する。このため、ＥＧＲバルブ２１ｂが閉じることに起因するターボ過給機１１におけるコンプレッサ羽根車の過回転が防止され、ターボ過給機１１の信頼性を維持することができる。   In the invention according to claim 2, when the EGR valve 21b is closed, the rotational speed of the compressor impeller increases, and the speed sensor 32 detects that the rotational speed of the compressor impeller exceeds the upper limit rotational speed. When this happens, the controller 24 opens the EGR valve 21b and returns to the control state in the normal running where a part of the exhaust gas is recirculated to the intake system. For this reason, it is possible to prevent over-rotation of the compressor impeller in the turbocharger 11 caused by closing the EGR valve 21b, and to maintain the reliability of the turbocharger 11.

以上述べたように、本発明によれば、ターボ過給機の回転速度を検出する速度センサと、エンジンの吸気流量を検出する吸気量センサとを備え、コントローラは、アクセルセンサにより検出されるアクセルベダルの踏込み量の時間的変化率が所定の変化率を越えているときにＥＧＲバルブを閉じて排ガスの吸気系への再循環を停止するので、定常走行状態における急加速時のＥＧＲの作動の遅れを防止することができる。そして、コントローラは、アクセルセンサにより検出されるアクセルベダルの踏込み量の時間的変化率が所定の変化率以下であり，ターボ過給機１１が所定の下限回転速度以上であることを速度センサが検出し、かつ吸気量センサの検出出力が回転センサとアクセルセンサの各検出出力に基づいて設定される必要空気量以上であるときに閉じたＥＧＲバルブを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させるので、過渡状態から車両が通常の走行状態に移行すると、コントローラはＥＧＲバルブを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させる通常走行における制御状態に速やかに復帰し、エンジンの燃焼室内での燃焼ガスの温度を低くしてＮＯｘの排出を低減することができる。   As described above, according to the present invention, the controller includes the speed sensor that detects the rotational speed of the turbocharger and the intake air amount sensor that detects the intake air flow rate of the engine, and the controller includes an accelerator that is detected by the accelerator sensor. Since the EGR valve is closed and the recirculation of exhaust gas to the intake system is stopped when the temporal change rate of the pedal depression amount exceeds a predetermined change rate, the operation of the EGR during sudden acceleration in the steady running state is stopped. Delay can be prevented. Then, the controller detects that the temporal change rate of the depression amount of the accelerator pedal detected by the accelerator sensor is equal to or lower than a predetermined change rate, and the speed sensor detects that the turbocharger 11 is equal to or higher than a predetermined lower limit rotational speed. When the detection output of the intake air amount sensor is greater than the required air amount set based on the detection outputs of the rotation sensor and the accelerator sensor, the closed EGR valve is opened and a part of the exhaust gas is recirculated to the intake system. Therefore, when the vehicle shifts from the transient state to the normal traveling state, the controller quickly returns to the control state in the normal traveling in which the EGR valve is opened and a part of the exhaust gas is recirculated to the intake system, NOx emission can be reduced by lowering the temperature of the combustion gas.

一方、ターボ過給機の回転速度を検出する速度センサを備え、コントローラは、アクセルセンサにより検出されるアクセルベダルの踏込み量の時間的変化率が所定の変化率を越えているときにＥＧＲバルブを閉じて排ガスの吸気系への再循環を停止し、ターボ過給機が所定の上限回転速度を越えていることを速度センサが検出するときに閉じたＥＧＲバルブを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させるようにすると、ＥＧＲバルブを閉じた後にコンプレッサ羽根車の回転速度が上昇し、その速度が上限回転速度を越えていることを速度センサが検出するに至った場合には、コントローラはＥＧＲバルブを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させる通常走行における制御状態に復帰させる。このため、ＥＧＲバルブが閉じることに起因するターボ過給機におけるコンプレッサ羽根車の過回転が防止され、ターボ過給機の信頼性を維持することができる。   On the other hand, a speed sensor for detecting the rotational speed of the turbocharger is provided, and the controller controls the EGR valve when the temporal change rate of the depression amount of the accelerator pedal detected by the accelerator sensor exceeds a predetermined change rate. Closes and stops the recirculation of exhaust gas to the intake system. When the speed sensor detects that the turbocharger exceeds the predetermined upper limit rotation speed, the closed EGR valve is opened and a part of the exhaust gas is taken in. When the EGR valve is closed, the rotation speed of the compressor impeller increases and the speed sensor detects that the speed exceeds the upper limit rotation speed when the EGR valve is closed. Opens the EGR valve and returns to the control state in the normal running in which a part of the exhaust gas is recirculated to the intake system. For this reason, the overspeeding of the compressor impeller in the turbocharger due to the closing of the EGR valve is prevented, and the reliability of the turbocharger can be maintained.

次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１にターボ過給機１１が設けられた車両用のディーゼルエンジン１２を示す。このエンジン１２はベダル操作クラッチを有する車両に設けられるディーゼルエンジン１２であり、エンジン１２の吸気ポート１４には吸気通路１５、即ち吸気マニホルド１５ａを介して吸気管１５ｂが接続され、排気ポート１６には排気通路１７、即ち排気マニホルド１７ａを介して排気管１７ｂが接続される。ターボ過給機１１は吸気管１５ｂに設けられコンプレッサ羽根車（図示せず）を回転可能に収容するコンプレッサハウジング１１ａと、排気管１７ｂに設けられタービン羽根車（図示せず）を回転可能に収容するタービンハウジング１１ｂとを有する。タービンハウジング１１ｂ及びコンプレッサハウジング１１ａはシャフト（図示せず）の中央を回転可能に保持する接続部１１ｃにより接続され、このシャフトの両端に上記タービン羽根車及びコンプレッサ羽根車がそれぞれ嵌着される。なお、図１の符号１９はコンプレッサハウジング１１ａ及び吸気マニホルド１５ａ間の吸気管１５ｂに設けられ吸気を冷却するインタクーラである。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a vehicle diesel engine 12 provided with a turbocharger 11. This engine 12 is a diesel engine 12 provided in a vehicle having a pedal operation clutch, and an intake pipe 15b is connected to an intake port 14 of the engine 12 via an intake passage 15, that is, an intake manifold 15a. An exhaust pipe 17b is connected through an exhaust passage 17, that is, an exhaust manifold 17a. The turbocharger 11 is provided in the intake pipe 15b and rotatably accommodates a compressor impeller (not shown), and the turbocharger 11 is provided in the exhaust pipe 17b and rotatably accommodates a turbine impeller (not shown). A turbine housing 11b. The turbine housing 11b and the compressor housing 11a are connected by a connecting portion 11c that rotatably holds the center of a shaft (not shown), and the turbine impeller and the compressor impeller are respectively fitted to both ends of the shaft. 1 is an intercooler provided in the intake pipe 15b between the compressor housing 11a and the intake manifold 15a for cooling the intake air.

またエンジン１２には排気マニホルド１７ａ内の排ガスの一部をＥＧＲパイプ２１ａを通って吸気マニホルド１５ａに還流するＥＧＲ装置２１が設けられる。ＥＧＲ装置２１は、一端が排気マニホルド１７ａに接続されエンジン１２をバイパスして他端が吸気マニホルド１５ａに接続された上記ＥＧＲパイプ２１ａと、ＥＧＲパイプ２１ａに設けられ排気マニホルド１７ａからＥＧＲパイプ２１ａを通って吸気マニホルド１５ａに還流される排ガスの流量を調整可能なＥＧＲバルブ２１ｂとを有する。ＥＧＲバルブ２１ｂは図示しないがモータにより弁体を駆動してバルブ本体の開度を調節する電動弁である。なおＥＧＲバルブとして電動弁ではなくエア駆動型弁等を用いてもよい。図１の符号２１ｃはＥＧＲパイプ２１ａに設けられ、吸気マニホルド１５ａに還流される排ガス（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラである。   Further, the engine 12 is provided with an EGR device 21 for returning a part of the exhaust gas in the exhaust manifold 17a to the intake manifold 15a through the EGR pipe 21a. The EGR device 21 has one end connected to the exhaust manifold 17a, bypassing the engine 12, and the other end connected to the intake manifold 15a. And an EGR valve 21b capable of adjusting the flow rate of the exhaust gas recirculated to the intake manifold 15a. Although not shown, the EGR valve 21b is an electric valve that adjusts the degree of opening of the valve body by driving the valve body with a motor. Note that an air-driven valve or the like may be used as the EGR valve instead of the electric valve. Reference numeral 21c in FIG. 1 is an EGR cooler that is provided in the EGR pipe 21a and cools the exhaust gas (EGR gas) recirculated to the intake manifold 15a.

また、エンジン１２にはクランク軸の回転速度を検出する回転センサ２２と、アクセルペダルの踏込み量をエンジン１２の負荷として検出するアクセルセンサ２３とが設けられる。回転センサ２２及びアクセルセンサ２３の各検出出力はコントローラ２４の制御入力に接続され、コントローラ２４の制御出力はＥＧＲバルブ２１ｂに接続される。コントローラ２４にはメモリ２４ａが設けられ、このメモリ２４ａにはエンジン１２の定常運転状態における回転速度及びエンジン１２の負荷に基づいて定められた定常ＥＧＲ開度がマップとして記憶される。このコントローラ２４は、回転センサ２２とアクセルセンサ２３の各検出出力をメモリに記憶されたマップに照らして定常の走行状態に応じたＥＧＲ開度に基づいてＥＧＲバルブ２１ｂを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させるように構成される。   Further, the engine 12 is provided with a rotation sensor 22 that detects the rotational speed of the crankshaft and an accelerator sensor 23 that detects the amount of depression of the accelerator pedal as a load of the engine 12. The detection outputs of the rotation sensor 22 and the accelerator sensor 23 are connected to the control input of the controller 24, and the control output of the controller 24 is connected to the EGR valve 21b. The controller 24 is provided with a memory 24a, and the memory 24a stores a steady EGR opening determined based on the rotational speed of the engine 12 in a steady operation state and the load of the engine 12 as a map. The controller 24 opens the EGR valve 21b on the basis of the EGR opening degree corresponding to the steady running state by comparing the detection outputs of the rotation sensor 22 and the accelerator sensor 23 with a map stored in the memory and removes a part of the exhaust gas. It is configured to recirculate to the intake system.

一方、ターボ過給機１１にはコンプレッサ羽根車の回転速度を検出する速度センサ３２が設けられ、コンプレッサハウジング１１ａより上流側の吸気管１５ｂには吸気マニホルド１５ａへの吸気流量を検出する吸気量センサ３４が設けられる。速度センサ３２と吸気量センサ３４の各検出出力はコントローラ２４の制御入力に接続され、コントローラ２４のメモリ２４ａにはターボ過給機１１におけるコンプレッサ羽根車の下限回転速度と上限回転速度、及びアクセルベダルの踏込み量の時間的変化率から車両が過渡状態であることを示す所定の変化率が記憶される。ここで、コンプレッサ羽根車の下限回転速度とはエンジンのアイドル時であることを検出するためのコンプレッサ羽根車の回転速度であり、上限回転速度とはコンプレッサ羽根車の限界回転速度を示す。   On the other hand, the turbocharger 11 is provided with a speed sensor 32 that detects the rotational speed of the compressor impeller, and an intake air amount sensor that detects an intake air flow rate to the intake manifold 15a in the intake pipe 15b upstream of the compressor housing 11a. 34 is provided. The detection outputs of the speed sensor 32 and the intake air amount sensor 34 are connected to the control input of the controller 24, and the memory 24a of the controller 24 stores the lower limit rotational speed and upper limit rotational speed of the compressor impeller in the turbocharger 11, and the accelerator pedal. A predetermined rate of change indicating that the vehicle is in a transient state is stored from the time rate of change of the amount of depression of the vehicle. Here, the lower limit rotational speed of the compressor impeller is the rotational speed of the compressor impeller for detecting that the engine is idling, and the upper limit rotational speed indicates the limit rotational speed of the compressor impeller.

このように構成された排ガス再循環装置のコントローラ２４は、過渡状態であることを検出しない場合、例えばトラック（図示せず）が平地を一定速度で走行するときには、コントローラ２４は回転センサ２２及びアクセルセンサ２３の各検出出力とメモリ２４ａに記憶されたマップとを比較演算してＥＧＲバルブ２１ｂを開放するように構成される。ＥＧＲバルブ２１ｂが開放されるとＥＧＲパイプ２１ａは連通し、排気マニホルド１７ａの排ガスがそのＥＧＲパイプ２１ａを介して吸気マニホルド１５ａに供給される。この結果、エンジン１２の燃焼室内での燃焼ガスの温度が低くなって窒素と酸素との反応が抑制され、ＮＯｘの排出を低減できる。   When the controller 24 of the exhaust gas recirculation apparatus configured as described above does not detect a transient state, for example, when a truck (not shown) travels at a constant speed on a flat ground, the controller 24 includes the rotation sensor 22 and the accelerator. Each detection output of the sensor 23 is compared with a map stored in the memory 24a to open the EGR valve 21b. When the EGR valve 21b is opened, the EGR pipe 21a communicates, and the exhaust gas from the exhaust manifold 17a is supplied to the intake manifold 15a via the EGR pipe 21a. As a result, the temperature of the combustion gas in the combustion chamber of the engine 12 is lowered, the reaction between nitrogen and oxygen is suppressed, and NOx emissions can be reduced.

次に、停車時が定常走行状態から急加速を行う場合のコントローラの制御を図２を用いて説明する。
定常走行状態から例えば前方を走行する車両を追い越すためにアクセルペダルを急激に踏込むと、アクセルセンサ２３はその開度を検出して出力する。コントローラ２４は、そのアクセル開度信号を入力してアクセルベダルの踏込み量の時間的変化率を求める。そしてその変化率が所定の変化率を越えていることをコントローラ２４が検出したときにＥＧＲバルブ２１ｂを閉じ、加速時のＥＧＲの作動の遅れを防止する。また定常走行状態ではターボ過給機１１におけるコンプレッサ羽根車の回転速度はアイドル時における回転速度に比較して高く、ＥＧＲバルブ２１ｂが閉止されてアクセルペダルが踏込まれることにより燃料の噴射量が増加すると同時に吸気を加圧する。このため、車両加速時にシリンダ内における空気と燃料とのバランスは保たれて黒煙の発生は防止される。 Next, the control of the controller when sudden acceleration is performed from the steady running state when the vehicle is stopped will be described with reference to FIG.
When the accelerator pedal is stepped on rapidly to overtake a vehicle traveling ahead, for example, from the steady running state, the accelerator sensor 23 detects and outputs the opening. The controller 24 inputs the accelerator opening signal and obtains the temporal change rate of the depression amount of the accelerator pedal. When the controller 24 detects that the rate of change exceeds a predetermined rate of change, the EGR valve 21b is closed to prevent a delay in EGR operation during acceleration. Further, in the steady running state, the rotational speed of the compressor impeller in the turbocharger 11 is higher than the rotational speed during idling, and the fuel injection amount increases as the EGR valve 21b is closed and the accelerator pedal is depressed. At the same time, pressurize the intake air. For this reason, the balance between air and fuel in the cylinder is maintained during vehicle acceleration, and the generation of black smoke is prevented.

次に、過渡状態から車両が通常の走行状態に移行したときのコントローラの制御を図３を用いて説明する。
ＥＧＲバルブ２１ｂが閉じられた状態で車両を加速させると、ターボ過給機１１におけるコンプレッサ羽根車の回転速度は更に上昇して吸気を更に加圧する。ターボ過給機１１におけるコンプレッサ羽根車の回転速度は速度センサ３２により検出され、コンプレッサ羽根車の回転信号が上限回転速度を越えていることを検出するに至ったときにコントローラ２４はＥＧＲバルブ２１ｂを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させる通常走行における制御状態に復帰する。これによりＥＧＲバルブ２１ｂが閉じることに起因するターボ過給機１１におけるコンプレッサ羽根車の過回転が防止され、ターボ過給機１１の信頼性を維持することができる。 Next, the control of the controller when the vehicle shifts from the transient state to the normal traveling state will be described with reference to FIG.
When the vehicle is accelerated with the EGR valve 21b closed, the rotational speed of the compressor impeller in the turbocharger 11 further increases to further pressurize the intake air. The rotation speed of the compressor impeller in the turbocharger 11 is detected by the speed sensor 32. When the rotation signal of the compressor impeller exceeds the upper limit rotation speed, the controller 24 switches the EGR valve 21b. It opens and returns to the control state in normal running where a part of the exhaust gas is recirculated to the intake system. As a result, excessive rotation of the compressor impeller in the turbocharger 11 caused by closing the EGR valve 21b is prevented, and the reliability of the turbocharger 11 can be maintained.

また、コンプレッサ羽根車の回転信号が上限回転速度未満であっても下限回転速度以上であることを検出している場合には、コントローラ２４は吸気量センサ３４と回転センサ２２とアクセルセンサ２３の各検出出力を取り込む。そして、ターボ過給機１１における吸気の加圧が十分になされて吸気量センサ３４の検出出力によるエンジン１２の吸気流量が回転センサ２２とアクセルセンサ２３の各検出出力の積で表される空気量以上となっており、定常走行状態であることを示すアクセルベダルの踏込み量の時間的変化率が所定の変化率以下であることがアクセルセンサ２３の検出出力により検出するに至ったときには、コントローラ２４はＥＧＲバルブ２１ｂを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させる通常走行における制御状態に復帰して、通常走行状態におけるエンジン１２の燃焼室内での燃焼ガスの温度を低くしてＮＯｘの排出を低減する。
なお、上記の実施の形態では、エンジンを車両としてのトラックに搭載した例を示したが、車両はペダル操作クラッチを有する限り乗用車や、建設現場で使用される建設用の特殊車両であってもよい。 Further, when it is detected that the rotation signal of the compressor impeller is not less than the lower limit rotation speed even if it is less than the upper limit rotation speed, the controller 24 detects each of the intake air amount sensor 34, the rotation sensor 22, and the accelerator sensor 23. Capture the detection output. Then, the intake air flow rate of the engine 12 based on the detection output of the intake air amount sensor 34 is sufficiently expressed by the product of the detection outputs of the rotation sensor 22 and the accelerator sensor 23 after the intake air pressure is sufficiently increased in the turbocharger 11. When it is detected by the detection output of the accelerator sensor 23 that the temporal change rate of the depression amount of the accelerator pedal indicating the steady running state is equal to or less than the predetermined change rate, the controller 24 Returns to the control state in the normal running where the EGR valve 21b is opened and recirculates a part of the exhaust gas to the intake system, and the temperature of the combustion gas in the combustion chamber of the engine 12 in the normal running state is lowered to discharge NOx. Reduce.
In the above embodiment, an example in which the engine is mounted on a truck as a vehicle has been shown. However, as long as the vehicle has a pedal operation clutch, the vehicle may be a passenger car or a construction special vehicle used at a construction site. Good.

本発明の排ガス再循環装置の構成図。The block diagram of the exhaust gas recirculation apparatus of this invention. 車両を走行状態から加速を行う場合のコントローラの制御状態を示す図。The figure which shows the control state of the controller in the case of accelerating a vehicle from a driving | running | working state. 過渡状態から通常走行状態に移行したときのコントローラの制御状態を示す図。The figure which shows the control state of a controller when it transfers to a normal driving state from a transient state.

符号の説明Explanation of symbols

１１ ターボ過給機
１２ エンジン
１５ａ 吸気マニホルド
１７ａ 排気マニホルド
２１ａ ＥＧＲパイプ
２１ｂ ＥＧＲバルブ
２２ 回転センサ
２３ アクセルセンサ
２４ コントローラ
３２ 速度センサ
３４ 吸気量センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Turbocharger 12 Engine 15a Intake manifold 17a Exhaust manifold 21a EGR pipe 21b EGR valve 22 Rotation sensor 23 Acceleration sensor 24 Controller 32 Speed sensor 34 Intake amount sensor

Claims (2)

ターボ過給機(11)を有する車両用エンジン(12)の排ガス再循環装置であって、前記エンジン(12)の回転速度を検出する回転センサ(22)とアクセルベダルの踏込み量を検出するアクセルセンサ(23)の各検出出力に基づいてＥＧＲバルブ(21b)を開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させるコントローラ(24)を備えた車両用エンジンの排ガス再循環装置において、
前記ターボ過給機(11)の回転速度を検出する速度センサ(32)と、
前記エンジン(12)の吸気流量を検出する吸気量センサ(34)と
を備え、
前記コントローラ(24)は、前記アクセルセンサ(23)により検出される前記アクセルベダルの踏込み量の時間的変化率が所定の変化率を越えているときに前記ＥＧＲバルブ(21b)を閉じて排ガスの吸気系への再循環を停止し、
前記コントローラ(24)は、前記アクセルセンサ(23)により検出される前記アクセルベダルの踏込み量の時間的変化率が所定の変化率以下であり，前記ターボ過給機(11)が所定の下限回転速度以上であることを前記速度センサ(32)が検出し、かつ前記吸気量センサ(34)の検出出力が前記回転センサ(22)と前記アクセルセンサ(23)の各検出出力に基づいて設定される必要空気量以上であるときに閉じた前記ＥＧＲバルブ(21b)を開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させる
ことを特徴とする車両用エンジンの排ガス再循環装置。 An exhaust gas recirculation device for a vehicular engine (12) having a turbocharger (11), wherein a rotation sensor (22) for detecting a rotation speed of the engine (12) and an accelerator for detecting a depression amount of an accelerator pedal In an exhaust gas recirculation device for a vehicle engine comprising a controller (24) that opens an EGR valve (21b) based on each detection output of a sensor (23) and recirculates part of the exhaust gas to the intake system.
A speed sensor (32) for detecting the rotational speed of the turbocharger (11);
An intake air amount sensor (34) for detecting an intake air flow rate of the engine (12),
The controller (24) closes the EGR valve (21b) and closes the exhaust gas when the temporal change rate of the depression amount of the accelerator pedal detected by the accelerator sensor (23) exceeds a predetermined change rate. Stop recirculation to the intake system,
The controller (24) has a temporal change rate of the depression amount of the accelerator pedal detected by the accelerator sensor (23) equal to or lower than a predetermined change rate, and the turbocharger (11) The speed sensor (32) detects that the speed is equal to or greater than the speed, and the detection output of the intake air amount sensor (34) is set based on the detection outputs of the rotation sensor (22) and the accelerator sensor (23). An exhaust gas recirculation device for a vehicle engine, wherein the EGR valve (21b) that is closed is opened to recirculate a part of the exhaust gas to the intake system when the air amount exceeds the required air amount. ターボ過給機(11)を有する車両用エンジン(12)の排ガス再循環装置であって、前記エンジン(12)の回転速度を検出する回転センサ(22)とアクセルベダルの踏込み量を検出するアクセルセンサ(23)の各検出出力に基づいてＥＧＲバルブ(21b)を開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させるコントローラ(24)を備えた車両用エンジンの排ガス再循環装置において、
前記ターボ過給機(11)の回転速度を検出する速度センサ(32)を備え、
前記コントローラ(24)は、前記アクセルセンサ(23)により検出される前記アクセルベダルの踏込み量の時間的変化率が所定の変化率を越えているときに前記ＥＧＲバルブ(21b)を閉じて排ガスの吸気系への再循環を停止し、前記ターボ過給機(11)が所定の上限回転速度を越えていることを前記速度センサ(32)が検出するときに閉じた前記ＥＧＲバルブ(21b)を開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させる
ことを特徴とする車両用エンジンの排ガス再循環装置。 An exhaust gas recirculation device for a vehicular engine (12) having a turbocharger (11), wherein a rotation sensor (22) for detecting a rotation speed of the engine (12) and an accelerator for detecting a depression amount of an accelerator pedal In an exhaust gas recirculation device for a vehicle engine comprising a controller (24) that opens an EGR valve (21b) based on each detection output of a sensor (23) and recirculates part of the exhaust gas to the intake system.
A speed sensor (32) for detecting the rotational speed of the turbocharger (11),
The controller (24) closes the EGR valve (21b) and closes the exhaust gas when the temporal change rate of the depression amount of the accelerator pedal detected by the accelerator sensor (23) exceeds a predetermined change rate. The recirculation to the intake system is stopped, and the EGR valve (21b) closed when the speed sensor (32) detects that the turbocharger (11) exceeds a predetermined upper limit rotational speed. An exhaust gas recirculation device for a vehicle engine characterized by opening and recirculating a part of the exhaust gas to an intake system.
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